日本血吸蟲尾蚴“延遲脫尾”現象及其臨床意義研究.pdf

1、血吸蟲病是一種嚴重危害人類健康的疾病,而血吸蟲尾蚴發(fā)現宿主并主動鉆入宿主體內是寄生蟲與宿主長期共進化過程中產生的一種生物學適應性行為,對此行為的深入了解不僅有助于進一步認識寄生蟲與宿主的相互關系,而且可為血吸蟲病的預防、早期診斷及抗血吸蟲感染的疫苗研究提供新的靶點。本課題重點研究了血吸蟲尾蚴入侵宿主過程中的“延遲脫尾”現象及其臨床意義,研究內容分為如下4個部分:
　　一、日本血吸蟲尾蚴“延遲脫尾”現象的研究
　　傳統觀念認為

2、,血吸蟲的尾蚴在入侵宿主皮膚過程中會脫去尾部。雖然很早就有學者利用組織切片證明曼氏血吸蟲尾蚴在鉆穿小鼠皮膚時會帶著尾部一起進入[1,2],但由于實驗中使用的尾蚴數量過大,超過了自然感染的可能數量,故此結果一直未被學界接受。近來,Whitfield等人在應用Franzcell裝置體外研究曼氏血吸蟲尾蚴鉆穿人類皮膚行為時發(fā)現,尾蚴在侵入宿主皮膚時尾部并未完全脫落,有相當一部分尾蚴的尾部隨同體部一起進入了宿主皮膚組織,他們把這一現象稱為尾蚴的

3、“延遲脫尾”(delayed tail loss,DTL)[3,4,5]。該研究表明,曼氏血吸蟲尾蚴鉆穿宿主皮膚時尾部隨同體部一起進入皮膚是一種自然行為,即使在自然感染量的情況下仍能發(fā)生。由于不同種屬血吸蟲行為學差異很大[6],因此不能由此推論其他血吸蟲尾蚴在鉆皮時也具有“延遲脫尾”現象。實際上,毛畢吸蟲(Trichobilharzia szidati)就不具有“延遲脫尾”現象,Haas和Haeberlein發(fā)現毛畢吸蟲在鉆穿宿主皮膚前

4、大約0—105秒就會脫去尾部[7]。
　　日本血吸蟲尾蚴在鉆穿宿主皮膚時是否具有“延遲脫尾”現象尚未見報道,為此,我們利用Franzcell[4]裝置觀察了日本血吸蟲尾蚴鉆穿小鼠皮膚的情況,并進一步研究了“延遲脫尾”現象與不同尾蚴感染量之間的關系。
　　研究結果顯示,日本血吸蟲尾蚴在鉆穿小鼠皮膚時也存在“延遲脫尾”現象,而且證實日本血吸蟲在鉆穿小鼠皮膚時,其“延遲脫尾”的比率在一定范圍內與感染尾蚴密度有關,即尾蚴密度從10條

5、/2.25cm2到100條/2.25cm2范圍內,延遲脫尾率隨著感染尾蚴密度升高而上升,而當尾蚴密度大于100條/2.25cm2時,延遲脫尾率達峰值且不再隨感染密度升高而上升,即日本血吸蟲的“延遲脫尾”現象在一定范圍內具有密度依賴性。
　　在上述研究的基礎上,本課題繼續(xù)探討了日本血吸蟲“延遲脫尾”這一生物學現象與臨床的關系。
　　二、日本血吸蟲“延遲脫尾”與尾蚴性皮炎的關系研究
　　血吸蟲病是一種免疫性疾病,在血吸蟲感

6、染過程中,尾蚴、童蟲、成蟲和蟲卵均可對宿主造成損害,損害的主要原因是血吸蟲不同蟲期釋放的抗原均能誘發(fā)宿主的免疫應答,從而造成一系列的免疫病理變化,其中尾蚴所致的損害主要表現為入侵的局部皮膚出現丘疹,局部毛細血管擴張充血,伴有出血、水腫和嗜酸性細胞浸潤[8]。
　　尾蚴性皮炎的發(fā)生和嚴重程度常與感染的次數有關,初次感染者皮膚反應通常不明顯,重復感染者反應逐漸加重,嚴重者可出現全身水腫和多形紅斑[9]。Kourilová等[10]利用

7、禽類的血吸蟲—毛畢吸蟲(Trichobilharzia regenti)感染哺乳動物,證實在皮內死亡的童蟲是引起尾蚴性皮炎的主要原因,Kourilová和Lichtenbergova[10,11]也發(fā)現,在尾蚴性皮炎病人的皮膚內,入侵的蟲子很快就死亡了,提示尾蚴性皮炎的發(fā)生與寄生蟲和宿主的相容性有關,當血吸蟲尾蚴入侵非正常宿主時更易引起尾蚴性皮炎,事實也證明在我國引起尾蚴性皮炎的主要是寄生于禽類的多種毛畢吸蟲(Trichobilharz

8、ia)和寄生于牛的東畢吸蟲(Orientobilharzia)[12]。人類和多種哺乳動物是日本血吸蟲是的適宜宿主,尾蚴鉆穿皮膚后轉化為童蟲,大部分童蟲可經血管或淋巴管進入血循環(huán)進一步發(fā)育,僅部分童蟲在由淡水環(huán)境進入恒溫的血清—組織液環(huán)境時,會受到損傷而死亡。3種常見的人類血吸蟲(日本血吸蟲、曼氏血吸蟲和埃及血吸蟲)尾蚴在初次鉆穿宿主皮膚后,童蟲的死亡率以日本血吸蟲的最低(7％),其次是曼氏血吸蟲(28-43%)和埃及血吸蟲(30%)[

9、3,14,15]。鑒于我們先前的研究發(fā)現日本血吸蟲尾蚴鉆穿宿主皮膚時具有“延遲脫尾”現象,故本研究擬探討與人類和多種哺乳動物高度相容的日本血吸蟲引起的尾蚴性皮炎是否與滯留在皮內的尾部有關。
　　本研究利用日本血吸蟲尾蚴、尾蚴體部和尾部分別刺激已感染過同種血吸蟲的小鼠,觀察尾蚴身體的不同部分與尾蚴性皮炎發(fā)生的關系以及相關細胞因子的變化。結果顯示,經日本血吸蟲尾蚴和尾蚴尾部刺激的小鼠,其皮膚的炎性反應最重,而經尾蚴體部刺激的小鼠皮膚與

10、生理鹽水對照組無顯著型差異。經日本血吸蟲尾蚴和尾蚴尾部刺激的小鼠主要表現為局部皮膚呈不同程度的紅色丘疹,組織切片顯示局部水腫和嗜酸性粒細胞增多。血清細胞因子檢測顯示經日本血吸蟲尾蚴和尾蚴尾部刺激小鼠的IFN-γ,IL-4和IL-5的含量明顯增高。本研究結果提示,日本血吸蟲尾蚴引起的皮膚炎性反應主要與滯留在皮內的尾部有關。由于Th2型細胞因子(IL-4和IL-5)與炎癥反應有關,而IFN-γ是遲發(fā)性過敏反應的重要介質,因此,在皮內死亡、崩

11、解的尾部引起的皮炎可能是過敏反應和炎癥反應的結果。
　　三、日本血吸蟲尾蚴“延遲脫尾”與早期診斷的關系研究
　　血吸蟲病是一種嚴重危害人類健康的寄生蟲病,其危害性主要是由蟲卵引起的,沉積在肝臟中的蟲卵是引起肝纖維化及其后續(xù)病變的主要原因[16]。糞檢發(fā)現蟲卵是目前判斷血吸蟲感染的唯一可靠方法,但糞檢發(fā)現蟲卵也意味肝臟的損害即已開始且已具有傳播潛能,因此不具早期診斷的價值。日本血吸蟲通常在感染后24天開始產卵[17],由于吡喹

12、酮能有效殺死成蟲[18],因此如能在成蟲產卵前作出正確診斷,適時足量用藥,則不僅能達到控制血吸蟲病發(fā)生、發(fā)展的目的,且能阻斷血吸蟲病的傳播。
　　在血吸蟲病診斷中,血清學方法較病原學方法更敏感且能更早地檢測到相應的抗體。但目前國內外常用的診斷抗原鮮能在感染早期(感染后2周)檢測出相應的抗體,因此早期診斷成為血吸蟲病防治中的“瓶頸”問題,尋找一種能符合早期診斷要求的抗原是解決血吸蟲病防治的關鍵。
　　在“日本血吸蟲尾蚴延遲脫尾

13、”研究中,我們發(fā)現尾蚴在鉆穿宿主皮膚時大部分尾蚴并未脫去尾部,而是整體進入宿主皮內,然后將尾部滯留在皮內,而童蟲循皮下的血管和淋巴管移行至肺部和肝臟。由于尾部在皮內滯留繼而崩解,因此我們推測首先被抗原提呈細胞提呈和處理的應是在皮內停留并崩解的尾部釋放的蛋白組分,如果如此,則宿主最早出現的應是針對尾蚴尾部抗原的特異性抗體。為此,本研究探討了尾蚴尾部抗原在血吸蟲病早期診斷中的價值。
　　本研究按常規(guī)方法收集尾蚴并分離尾部和體部,制備全

14、尾蚴抗原(SWA)、尾蚴體部抗原(SBA)和尾蚴尾部抗原(STA),用常規(guī)ELISA法檢測感染后不同時間小鼠血清相應抗體。結果顯示,感染后2周,STA檢測組的血清OD值顯著高于其他組,且陽性檢出率達100%(10/10),而SCA組合SBA組分別于感染后3周和4周期陽性檢出率才達100%(10/10)。
　　宿主對血吸蟲特異性反應的啟動有賴于對抗原提呈細胞的募集以及抗原提呈細胞對血吸蟲抗原的處理和呈遞,此過程在尾蚴進入皮膚后即可發(fā)

15、生[19]。Sato&Kamiya證實[20],即使尾部僅進入表皮層,表皮的未成熟樹突狀細胞(Langerhanscells)也能發(fā)揮抗原提呈作用并刺激皮膚引流淋巴結的T細胞,進而誘導相應的免疫應答。在本研究中我們也發(fā)現最早能被檢出的抗體是針對尾蚴尾部粗抗原的抗體,提示感染日本血吸蟲的宿主體內最早出現的特異性免疫反應是由滯留在皮內的尾部引起的,因此日本血吸蟲尾蚴的尾部抗原較全尾蚴抗原更具早期診斷的價值。如能利用蛋白重組技術人工合成尾部有

16、效的抗原組分,則能為解決血吸蟲病的早期診斷問題。
　　四、日本血吸蟲斷尾尾蚴的感染性研究
　　血吸蟲尾蚴由體部和尾部組成,體部具有2對腺體,即頭腺和鉆腺,尾部分尾干和尾叉。在水中自由生活的日本血吸蟲尾蚴,靜止時以腹部朝上、尾部向背部彎曲漂浮在水面[21],活動時依靠尾部的擺動而作以尾部向前的倒退姿勢運動[22]。尾蚴識別宿主是血吸蟲感染的關鍵,血吸蟲尾蚴發(fā)現宿主是通過識別宿主所發(fā)出的信號。尾蚴具向光性,因此常常集中在水面[2

17、3],然后通過對宿主發(fā)出的熱梯度(thermalgradient)或化學信號的感應[24]而后依靠尾部的擺動趨向宿主。血吸蟲尾蚴鉆穿宿主皮膚是血吸蟲感染的關鍵。傳統觀點認為,血吸蟲鉆穿宿主皮膚時是依靠腺體分泌物的酶促作用,體部的強烈收縮活動和尾部的擺動而進入宿主體內的,而對失去尾部的尾蚴是否仍然具有感染性尚未見報道。
　　本研究利用體外機械斷尾后的尾蚴體部按常規(guī)方法經腹部皮膚感染小鼠,感染后45天經左心室灌注沖蟲,收集蟲體觀察其發(fā)

18、育及生殖狀況并摘取小鼠肝臟觀察病理變化。結果發(fā)現,斷尾尾蚴仍具有感染性。正常尾蚴成功感染的平均機率為47.5%,而斷尾尾蚴成功感染的平均機率為10%,且斷尾尾蚴入侵宿主后仍能沿正常途徑生長、發(fā)育和繁殖。正常尾蚴發(fā)育成熟的雌、雄成蟲其平均長度分別為14.2±2.47和10.5±2.26mm,而斷尾尾蚴發(fā)育成熟的雌雄成蟲分別為12.8±0.73和9.15±0.85mm,兩者無顯著性差異(>0.05)。斷尾尾蚴發(fā)育成熟的雌蟲其產卵量與正常尾蚴

19、發(fā)育成熟的雌蟲的產卵量分別為6947.5±2155.5和6245.8±2012.9,兩者也無顯著性差異(p>0.05)。肝臟病理學觀察,發(fā)現兩者均可引起典型的血吸蟲性肝臟病變,主要表現為鏡下可見多個局限、境界清楚的肉芽腫,其內可見較多的嗜酸性粒細胞,纖維母細胞及少許淋巴細胞。
　　本研究結果提示,尾部有助于尾蚴的鉆穿行為,但失去尾部的尾蚴仍然具有感染性且可導致血吸蟲性肝臟病變,因此在疫水調查或在研制以尾蚴為靶標的殺蟲劑時,對失去尾